Разработка преобразователя напряжения для питания оборудования передвижной лаборатории, страница 7

Число слоев выходной обмотки,

Округляем и получаем =7.

Число витков седьмого слоя выходной обмотки,

Высота намотки седьмого слоя,

Оставшегося участка длинной 57,7мм вполне хватит для размещения обмотки обратной связи проводом диаметром  числом витков

Толщина намотки выходной обмотки,

Толщина намотки обмоток трансформатора без учета изоляционных прокладок и каркаса,

Толщина намотки обмоток трансформатора с учетом изоляционных  прокладок и каркаса,

где  - толщина каркаса, изготовленного из гетинакса, =3мм;

       - толщина изоляционных прокладок.

При выходном напряжении до 250В используются изоляционные прокладки толщиной 0,3…0,5мм. С учетом того, что между первичной и вторичной обмотками необходимо проложить три прокладки, число прокладок будет равно 13. применяя бумажные прокладки толщиной 0,3мм, определяется общая толщина обмоток трансформатора,

Толщина обмоток с учетом толщины щек,

Таким образом, толщина намотки обмоток не превышает ширину окна.

Потери мощности в трансформаторе складываются из потерь в стали, потерь в обмотках и потерь в изоляции. Последние учитываются в основном для высоковольтных трансформаторов при повышенной частоте.

По вычисленному значению веса магнитопровода  определяется мощность потерь в стали,

где  - удельные потери в стали марки Э310; для индукции ,

Потери мощности в обмотках

где  - сопротивление постоянному току, для провода ПЭВ – 1  

- средняя длина витка обмотки.

Средняя длина витка первичной обмотки,

Потери мощности первичной обмотки трансформатора,

где n – число первичных полуобмоток, n=2.

Потери мощности выходной обмотки трансформатора

где

 

Потери мощности выходной обмотки трансформатора,

Потери мощности в обмотке обратной связи пренебрежительно малы.

Потери мощности в трансформаторе,

5.4 Расчет цепей защиты силовой части преобразователя.

Для защиты силовых транзисторов от перенапряжений в преобразователе используются демпфирующие цепи. Одна из таких цепей содержит в себе диод VD3, конденсатор С1, и резистор R5 (рис.5.1).

Емкость демпфирующей цепи, служащая для накопления энергии от первичной обмотки трансформатора и последующего разряда на сопротивление   R5 определяется по закону сохранения энергии,

                                (5.4)

В данном случае из (4.4) емкость демпфирующей цепи,

              (5.5)

где  - индуктивность рассеяния первичной обмотки трансформатора;

     - минимальное значение тока первичных полуобмоток                                    трансформатора.

Индуктивность рассеяния первичной обмотки трансформатора .

где  - коэффициент, определяющий способы намотки и расположения      первичной обмоток трансформатора, =о,25;

       S – число стержней, на которых располагаются обмотки,  S=1

      - коэффициент, зависящий от схемы преобразователя  ;

Емкость демпфирующей цепи,

Для снижения емкости часть энергии накопления индуктивности рассеяния трансформатора можно рассеять на стабилитроны, подключенные параллельно демпфирующим емкостям. Практически это будет выглядеть так. Параллельно транзисторам VT5 и VT6 (прил.1) подключены стабилитроны VD13 и VD16, а параллельно транзисторам VT1 и VT4 подключены демпфирующие емкости С5 и С8. В этом случае емкость демпфирующей цепи можно уменьшить в 2…3 раза, выбирая

Постоянное рабочее напряжение на конденсаторе должно быть таким, чтобы допустимая переменная составляющая была меньше напряжения стабилизации  т.е.

Выбирается конденсатор типа К73 – 11 0,68мкФ 10% 400В.

На максимальное напряжение стабилизации    выбираются стабилитроны типа Д817Б с основными параметрами: напряжение стабилизации   ; ток стабилизации 50мА.

При использовании номинала емкости равной 0,68 мкФ необходимо соблюдение условия . Амплитуда напряжения на транзисторе в моменты коммутации,

При допустимом постоянном напряжении =100В использовать данный номинал можно. При открывании транзистора конденсатор разряжается через него, перегревая переход. Для ограничения тока разряда последовательно конденсатору ставится резистор. Чтобы не было заметного перегрева р–н перехода желательно ток разряда выбрать не более . С другой стороны время разряда демпфирующего конденсатора не должно превышать минимального времени открытого состояния транзистора, т.е.: